Халбацх Арраи, Халбацх перманентни магнет

Халбахов низ је структура магнетног распореда. Пре него што разумемо ову структуру, хајде да погледамо дистрибуцију линија магнетног поља неких уобичајених перманентних магнета.

Са ове слике није тешко утврдити да ће правац постављања и распоред магнета директно утицати на дистрибуцију линија магнетног поља, односно утицати на облик расподеле магнетног поља око магнета.

Концепт Халбаховог низа

Халбацх Арраи (Халбацх перманентни магнет) је врста магнетне структуре. Амерички научник Клаус Халбах је 1979. године открио ову посебну структуру перманентног магнета током експеримента убрзања електрона и постепено је побољшао и коначно формирао тзв."Халбацх"Магнет. То је приближна идеална структура у инжењерству. Користи посебан распоред магнетних јединица за повећање јачине поља у правцу јединице. Циљ је да се користи најмања количина магнета за стварање најјачег магнетног поља.

Ова врста низа је у потпуности састављена од материјала ретких земаља перманентних магнета. Распоређивањем трајних магнета са различитим правцима магнетизације према одређеном правилу, магнетне линије силе се могу концентрисати на једној страни магнета, а линије силе ослабити на другој страни, чиме се добија идеално једнострано магнетно поље. Ово је од великог значаја у инжењерству. Са својим одличним карактеристикама расподеле магнетног поља, Хаиербек низови се широко користе у индустријским пољима као што су нуклеарна магнетна резонанца, магнетна левитација и специјални мотори са сталним магнетом.

На левој страни је један магнет са свим северним половима окренутим нагоре. Из боје се види да се јачина магнетног поља налази на дну и на врху магнета. Десно је низ Халбацх. Магнетно поље на врху магнета је релативно високо, док је на дну релативно слабо. (Под истом запремином, интензитет магнетног поља јаке бочне површине магнета Халбацховог низа је око%у221а2 пута (1,4 пута) више од традиционалног појединачног магнета, посебно када је дебљина магнета 4-16 мм у правцу магнетизирања)

Најчешћи пример Халбацх низа може бити флексибилна налепница за фрижидер. Ови танки, мекани магнети се обично штампају на фрижидеру или на задњем делу аутомобила. Иако је њихов магнетизам веома слаб у поређењу са НдФеБ (само 2%-3% снаге), њихова ниска цена и практичност чине их широко распрострањеним.

Облик и примена Халбаховог низа

Линеарни низ

Линеарни тип је најосновнија композиција Халбацх низа. Овај низ магнета се може посматрати као комбинација радијалног низа и тангенцијалног низа, као што је приказано на слици испод.

Линеарни Халбацх низови се тренутно углавном користе у линеарним моторима. Принцип левитације маглев воза је да покретни магнет интерагује са магнетним пољем генерисаним индукованом струјом у проводнику да би створио силу левитације, а истовремено је праћен магнетним отпором. Побољшање узгона и односа отпора је кључ за побољшање перформанси система левитације, који захтева тежину магнета на броду Мала тежина, јако магнетно поље, једнолично магнетно поље и висока поузданост. Халбацх низ је инсталиран хоризонтално у центру каросерије аутомобила и у интеракцији са намотајем у центру стазе ствара пропулзивну силу, која максимизира магнетно поље са малом количином магнета, а друга страна има мање магнетних поља, што може спречити путнике да буду изложени јаким магнетним пољима.

Кружни низ

Кружни Халбацх низ може се посматрати као комбинација линеарних Халбацх низова од краја до краја да би се формирао кружни облик прстена.

У мотору са трајним магнетом, мотор са трајним магнетом који користи структуру Халбацх низа има магнетно поље ваздушног распора ближе синусоидној расподели него традиционални мотор са трајним магнетом. У случају исте количине материјала трајног магнета, Халбацх мотор са трајним магнетом има већу магнетну густину ваздушног распора. Губитак гвожђа је мали. Поред тога, Халбацх прстенови се такође широко користе у трајним магнетним лежајевима, опреми за магнетно хлађење и опреми за магнетну резонанцу.

Начин израде и производње Халбацх низа

Метод 1: У складу са топологијом низа, користите магнетни лепак да повежете магнетизоване магнетне сегменте заједно. Пошто је међусобно одбијање магнетних сегмената веома снажно, калуп треба користити за стезање током лепљења. Ова метода има ниску ефикасност производње, али је лакша за имплементацију и погоднија је за употребу у фази лабораторијског истраживања.

Метода 2: Прво употребите методу пуњења калупа или калупа за пресовање да бисте направили комплетан магнет, а затим магнетизујте у посебном уређају. Структура низа обрађена овим методом је слична слици испод. Ова метода има високу ефикасност обраде и поређење Лако је реализовати масовну производњу. Међутим, потребно је посебно дизајнирати уређај за магнетизирање и формулисати процес магнетизирања.

Метод 3: Користите низ намотаја посебног облика да бисте остварили расподелу магнетног поља типа Халбацх, као што је приказано на слици испод.

Процес и ефекат самопроизведеног Халбацх низа у лабораторији